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蛋白质
一、蛋白质
(一)生理功能 1.构成和修复人体组织。成人体内每天约有3%的蛋白质被更新。 2.调节生理功能。酶蛋白、血红蛋白、免疫球蛋白、清蛋白等。 3.提供能量。1g食物蛋白质在体内约产生16.7kJ(4.0kcal)的能量。
(二)必要的氮损失与氮平衡
1.必要的氮损失 机体通过粪、尿、皮肤等途径排出的氮量是不可避免的,称为必要氮损失。 来源于机体每天由于皮肤和黏膜的脱落细胞、毛发指甲、妇女月经期的失血及肠道菌体死亡排出等。按每千克体重计算,成年男、女每日必要的氮损失分别约为54mg和55mg。
2.氮平衡氮平衡指一定时间内氮的摄入量和排出量的关系。 氮平衡=摄入氮-(尿氮+粪氮+皮肤氮) (1)B=0,为零氮平衡。正常情况下成年人维持零氮平衡即可,但为了更安全可靠实际上摄入氮量应较排出氮量多5%。 (2)B>0,为正氮平衡。除维持组织蛋白质更新外,还要合成新生组织或物质。 (3)B<0,为负氮平衡。人在饥饿、疾病状态及老年时往往处于负氮平衡,应注意尽可能减轻或改变负氮平衡,以促进疾病康复、保持健康。
氮平衡常用于人体蛋白质需要量研究和评价人体蛋白质营养状况。影响因素: ①氮平衡实验的时间不能过短; ②能量摄入量可影响蛋白质的利用; ③机体处于疾病状态、应激状态,甚至精神过度紧张均可增加氮的排出; ④氮平衡实验会有一定误差; ⑤氮平衡实验应选择适宜的膳食含氮水平。
(三)氨基酸、氨基酸模式、限制氨基酸 1.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。构成人体蛋白质的氨基酸有20种,可以分成必需氨基酸、条件必需氨基酸和非必需氨基酸。
(1)必需氨基酸:必需氨基酸是指人体不能合成或合成速度不能满足机体需要,必须从食物中获得的氨基酸。 人体必需氨基酸有9种,即异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸(笨蛋来宿舍晾一晾鞋)和组氨酸。
(2)条件必需氨基酸:半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成,如果膳食中能提供充足的半胱氨酸和酪氨酸,则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少30%和50%。或称为半必需氨基酸。 (3)非必需氨基酸:非必需氨基酸是指人体可以自身合成的氨基酸,并非合成机体蛋白质时不需要,而是不一定需要从食物中摄入。 但当膳食总氮量不足时,体内合成这些非必需氨基酸也可能受到限制。
2.氨基酸模式 是指蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。 其计算方法是将蛋白质中的色氨酸含量定为1,分别计算出其他必需氨基酸的相应比值,这一系列的比值就是该蛋白质的氨基酸模式。 蛋、奶、肉、鱼等动物性蛋白质以及大豆蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式较接近,所含必需氨基酸被机体利用的程度就较高,蛋白质的营养价值也相对较高,被称为优质蛋白质。(相似相溶) 鸡蛋和人乳的氨基酸模式最接近人体需要的模式,通常将鸡蛋蛋白质或人乳蛋白质作为参考蛋白质。
几种中国食物和人体蛋白质氨基酸模式
3.限制氨基酸 有些食物蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式差异较大,其中一种或几种必需氨基酸含量相对较低,导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用,故其蛋白质营养价值较低。这些含量相对较低的必需氨基酸称为限制氨基酸。 按其含量低的严重程度依次称为第一、第二和第三限制氨基酸等。 如大米和面粉蛋白质中赖氨酸含量相对最低,为第一限制氨基酸。为了提高植物性食物蛋白质的营养价值,往往将两种或两种以上的食物混合食用,这种通过不同食物蛋白质所含必需氨基酸的相互补充提高膳食蛋白质营养价值的作用称为蛋白质互补作用。 如肉类和大豆蛋白可弥补大米、面粉蛋白质中赖氨酸的不足。
(四)食物蛋白质营养价值评价 食物蛋白质的营养价值主要从蛋白质含量、消化吸收程度和被人体利用程度三方面来全面评价。
1.蛋白质含量 是食物蛋白质营养价值的基础。 一般使用微量凯氏定氮法测定食物中的含氮量,再乘以蛋白质换算系数6.25来计算食物粗蛋白质含量。
2.蛋白质消化率是指食物蛋白质在消化道内被分解和吸收的程度。 动物性食品的蛋白质消化率一般高于植物性食品。 几种食物蛋白质的消化率(%)
测定食物蛋白质消化率时,必须检测实验期内摄入的食物氮、排出体外的粪氮和粪代谢氮。
粪代谢氮,即肠道内源性氮,是在实验对象完全不摄入蛋白质时,从粪中排出的氮量,包括分泌到肠道的消化液、脱落的肠黏膜细胞和肠道微生物所含的氮中未被重新吸收的部分。 实际测定时为简便起见,一般不测定粪代谢氮,如此测得的消化率称为表观消化率。
3.蛋白质利用率可从不同角度反映蛋白质被利用的程度。 (1)生物价:是表示食物蛋白质消化吸收后,被机体利用程度的指标。最大值为。 生物价=储留氮/吸收氮× 吸收氮=食物氮-(粪氮-粪代谢氮) 储留氮=吸收氮-(尿氮-尿内源性氮) (2)蛋白质净利用率:是把食物蛋白质的消化率和利用率结合起来,因此更全面地反映了食物蛋白质被利用的程度。
(3)蛋白质功效比值:是用生长实验的方法反映食物蛋白质利用率的指标。动物摄食持续时间、年龄、实验开始的体重和所用动物的种类都是很重要的变量。 该指标被广泛用于婴幼儿食品中蛋白质的评价。实验时饲料中被测蛋白质应是唯一的蛋白质来源,占饲料的10%,实验期为28天。
同一种食物在不同的实验环境条件下,所测得的蛋白质功效比值往往有明显差异。 为了使实验结果具有一致性和可比性,实验期间用标化酪蛋白为参考蛋白设为对照组,将实验组得到的PER值与对照组(即标化酪蛋白组)的PER值相比,得到被测蛋白质功效比值。
(4)氨基酸评分和经消化率修正的氨基酸评分:是通过测定蛋白质的必需氨基酸组成,并将各组分与参考蛋白或推荐的氨基酸评分模式相比较,发现其中最缺乏的氨基酸,然后计算其与参考蛋白或推荐的氨基酸评分模式中相应的必需氨基酸的比值。
氨基酸评分分两步:第一步计算被测蛋白质每种必需氨基酸的评分值;第二步是在上述计算结果中,找出最低的必需氨基酸(第一限制氨基酸)评分值。
氨基酸评分的方法简单易行,缺点是没有考虑食物蛋白质的消化率。 经消化率修正的氨基酸评分(PDCAAS)。对除孕妇和婴儿以外的所有人群的食物蛋白质进行评价。 PDCAAS=氨基酸评分×真消化率(大鼠)
几种常见食物蛋白质质量评价指标
(五)人体蛋白质营养状况评价及缺乏症 1.蛋白质营养状况评价 (1)血清蛋白质:常用于评估人体营养水平。 评价蛋白质营养状况的主要指标
(2)血清氨基酸比值(SAAR):在蛋白质营养不良时,可能由于适应性代谢的结果,血清游离氨基酸的模式发生变化。
评价标准:SAAR<2为正常,>3为蛋白质营养不良。 (3)上臂肌围和上臂肌区:上述指标各有不足之处,实际应用还须结合膳食史和临床观察进行综合评价。
2.蛋白质缺乏 蛋白质-能量营养不良(PEM)。 PEM有两种:一种指能量摄入基本满足而蛋白质严重不足的儿童营养性疾病。主要表现为腹部和腿部水肿、生长滞缓、头发变色、变脆和易脱落、易感染其他疾病等。另一种指蛋白质和能量摄入均严重不足的儿童营养性疾病,表现消瘦无力,因易感染其他疾病而死亡。 儿童kwashiorkor和marasmus的特征
蛋白质,尤其是动物性蛋白摄入过多,对人体同样有害。首先过多的动物性蛋白质的摄入,必然伴随较多的动物脂肪和胆固醇摄入。其次蛋白质过多本身也会产生有害影响。 研究表明,同型半胱氨酸可能是心脏疾病的危险因素。蛋白质摄入过多与一些癌症相关,尤其是结肠癌、乳腺癌、肾癌、胰腺癌和前列腺癌。
(六)蛋白质参考摄入量及食物来源 1.蛋白质参考摄入量理论上成人每天摄入约30g蛋白质就可满足零氮平衡,按能量计算,中国成人蛋白质摄入量占膳食总能量的比例为10%~12%,儿童、青少年为12%~l4%。 2.动物性蛋白质的消化率和利用率较高,而植物性食物的蛋白质含量、利用率一般较低。因此,注意食物合理搭配、蛋白质互补是非常重要的。